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2001年の科学リテラシー調査----解答7

2001年の科学リテラシー調査』の解答です。

問題
下記の文が正しいか誤っているか答えよ。
『抗生物質はバクテリア同様ウイルスも殺す。』

正解は、『誤り』です。

バクテリアというのは、細菌のことです。
細菌というのは、単細胞の生物で、その外側は細胞壁でおおわれている点は、植物に似ています。
ただし、細菌の細胞壁はペプチドグリカンという物質でできており、セルロースでできた高等植物の細胞壁とは組成が異なります。
細胞内の構造は単純ですが、呼吸に必要なたんぱく質など、一通りそろっています。
他の生物との一番の違いは、遺伝物質(DNA)が、核としてまとまらず、細胞内に散らばっていることです。
それでも立派な1つの細胞として、外部から物質を取り込み、呼吸し、自分に必要な物質を合成し、不必要な物質は細胞外に捨て、分裂増殖します。
見た目の単純さとは裏腹に、複雑な代謝経路を担う化学工場を持っているのです。

抗生物質というのは、それら代謝経路のうち、細菌に特有な部分だけを阻害することで、細菌の増殖を抑えます。
例えば、細菌の細胞壁であるペプチドグリカンの合成を阻害すれば、細胞壁を失った細菌は、ちょっとした浸透圧の変化で壊れてしまいます。
ところが、ペプチドグリカンを必要としないヒトの細胞は、抗生物質にさらされても、なんともない、というわけです。

では、ウィルスはどうなのでしょう?
ウィルスの外観は、例えばこんな感じです。
TMV電顕
これは、タバコモザイクウィルスといって、植物に病気を起こすウィルスの電子顕微鏡写真です。
ただの棒に見えますね。

次はこれです。
T2ファージ
これは、T2ファージと言われる、大腸菌に寄生するウィルスです。
まるでアポロの月着陸船のようです。
私たちが『生き物』という言葉から連想する姿と比べると、ちょっと異質です。
そりゃそうです。
こいつらは、細胞ではないのです。
DNAをたんぱく質のカプセルに納めた、ほとんどただそれだけのものなのです。

ここで、ウィルスの増殖過程について、簡単に見てみましょう。
ウィルスは細胞を持っていない、ということは細胞が備える化学工場を持っていないことになります。
ですから、自分ではDNAも、それを納めるたんぱく質も合成できません。
そこで、別の生物の細胞を化学工場として借りる(乗っ取る)、つまり寄生するのです。
このとき、寄生する相手は、ウィルスの種類によって決まっています。
タバコモザイクウィルスなら、ある種の植物の細胞。
T2ファージなら、大腸菌の細胞。
ヒトインフルエンザウィルスは、ヒトの細胞、という具合です。
ウィルスは、寄生相手の細胞表面に取り付き、DNA(RNAの場合もあります)を、寄生した細胞内に注入します。
注入されたDNAは、寄生した細胞に備わっている細胞器官、たんぱく質などを使って、自分自身のDNA、自分自身に必要なたんぱく質をつくります。
つくったDNAとたんぱく質を組み合わせて、自分自身のコピーを量産すると、寄生した細胞を飛び出し、コピー達は、次の寄生相手を探します。
以下は、その模式図です。
ファージ生活環
寄生の意味が分かっていただけたでしょうか?

さて、抗生物質は、細菌細胞内の代謝経路を阻害することで細菌の増殖を抑えるのでした。
ところが、ウィルスは自身の代謝のための工場を何一つ持たず、寄生相手の工場を乗っ取って増殖し、最後は寄生相手を破壊してしまいます。
ですから、ヒトの細胞にインフルエンザウィルスが寄生した場合、細菌の代謝経路を阻害する抗生物質を投与しても、効果があるはずがないのです。



図版は、以下のサイトから拝借しました。
http://microvet.arizona.edu/Courses/MIC433/F08/Image%20banner.html
http://ret.coe.drexel.edu/RETNANO/2008/ChristopherBates/IntroductionToMyReasearch.aspx
http://lysando.com/strategyphage.html

テーマ : 自然科学
ジャンル : 学問・文化・芸術

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Author:緑虫
本名は麻生 隆。
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